一种鉴定水稻半矮秆基因sd1等位基因的分子标记及矮源基因鉴定方法技术

本发明专利技术公开了一种鉴定水稻半矮秆基因sd1等位基因的分子标记及矮源基因鉴定方法，包括分子标记Sd1SNP和Sd1InDel，分别由引物对SEQ ID NO.1和SEQ ID NO.2，以及SEQ ID NO.3和SEQ ID NO.4组合而成。还公开了所述功能性分子标记的检测方法及其应用，本发明专利技术的功能性分子标记以PCR技术为基础，能区分鉴定稻种资源的矮源类型，不受环境以及人为因素的影响，可以用于水稻矮化育种，改良水稻株型，该方法和标记在水稻育种领域具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种鉴定水稻半矮秆基因sd1等位基因的分子标记及矮源基因鉴定方法
本专利技术属于水稻选育
，涉及一种鉴定水稻半矮秆基因sd1等位基因的分子标记及矮源基因鉴定方法。
技术介绍
水稻是人类主要的能源作物，随着全球人口数量的持续增加及耕地面积的急剧减少，粮食安全正成为一个严重的全球问题。株高是水稻重要的农艺性状之一，半矮秆基因sd1的应用极大提高了水稻单产，解决了高秆水稻品种高肥条件下的倒伏问题，在“绿色革命”中起到了关键性的作用。以矮仔占、矮脚南特或低脚乌尖为矮源育成的矮秆品种，已为世界水稻生产做出了举世瞩目的贡献。但是，目前籼稻品种的矮源基因来源过于单一，主要集中在矮脚南特突变类型。因此，目前亟待解决的问题是在育种中如何利用现有品种为亲本，在繁育新品种时不受单一矮源的限制。
技术实现思路
本专利技术解决的问题在于提供一种鉴定水稻半矮秆基因sd1等位基因的分子标记及矮源基因鉴定方法，用于区别鉴定水稻基因矮源，可用于水稻矮化育种，使得改良水稻株型不受单一矮源的限制。本专利技术是通过以下技术方案来实现：一种鉴定水稻半矮秆基因sd1等位基因的分子标记，该分子标记包括Sd1SNP和Sd1InDel，Sd1SNP由SEQIDNO.1和SEQIDNO.2所示的引物对组成，Sd1InDel由SEQIDNO.3和SEQIDNO.4所示的引物对组成；SEQIDNO.1:CGCGGTTTGTCCTTGTCG；SEQIDNO.2:AAATCGGCTTCTGTTCGTTCC；SEQIDNO.3:CGCACGGGTTCTTCCAGGTGT；SEQIDNO.4:CTCCAGGAGTTCCATGATCGTCAGC。所述的分子标记Sd1SNP用于鉴定水稻半矮秆基因sd1第3外显子上的第146位碱基发生C-G突变形成的等位基因；所述的分子标记Sd1InDel用于鉴定水稻半矮秆基因sd1第1和第2外显子处发生大片段缺失形成的等位基因。本专利技术还提供一种水稻矮源基因鉴定方法，包括以下操作：以提取的水稻总DNA为模板，分别以分子标记包括Sd1SNP和Sd1InDel为引物进行PCR扩增；Sd1SNP由SEQIDNO.1和SEQIDNO.2所示的引物对组成，Sd1InDel由SEQIDNO.3和SEQIDNO.4所示的引物对组成；对Sd1SNP扩增的产物进行Ncil酶切后电泳检测，根据电泳检测结果进行等位基因的鉴定：若检测结果只有一个486bp的条带，则表明第146位碱基发生C-G突变；若检测结果有184bp和302bp的两条带，则表明第146位碱基未发生C-G突变；对Sd1InDel扩增的产物进行电泳检测，根据电泳检测结果进行等位基因的鉴定：若检测结果为68bp的条带，则表明水稻半矮秆基因sd1第1和第2外显子处发生大片段缺失形成的等位基因；若检测结果为451bp的条带，则表明水稻半矮秆基因sd1第1和第2外显子处没有发生大片段缺失形成的等位基因；若第146位碱基发生C-G突变，则说明其水稻矮源基因含有9311突变类型；若没有发生该突变，提示其水稻矮源基因可以引入9311突变类型进行株高改良；若第1和第2外显子处发生大片段缺失，则说明其水稻矮源基因含有矮脚南特突变类型；若没有发生该突变，提示其水稻矮源基因可以引入矮脚南特突变类型进行株高改良。在PCR扩增时PCR反应体系如下：DNA模板1μl，2.5mMdNTPs5μl，2×KODbuffer12.5μl，10μM正向引物1μl，10μM反向引物1μl，1U/μlKOD酶0.5μl，H2O4μl；PCR反应条件为：94℃预变性5min；94℃变性60sec，65℃退火60sec，72℃延伸120sec，共34个循环；最后72℃延伸10min。进一步提出，所述的鉴定水稻半矮秆基因sd1等位基因的分子标记在培育矮秆水稻品种或品系中的应用。通过分子标记包括Sd1SNP和Sd1InDel鉴定需要改良的水稻品种或品系的水稻半矮秆基因sd1，若第146位碱基发生C-G突变，则说明其水稻矮源基因含有9311突变类型；若没有发生该突变，提示其水稻矮源基因可以引入9311突变类型进行株高改良；若第1和第2外显子处发生大片段缺失，则说明其水稻矮源基因含有矮脚南特突变类型；若没有发生该突变，提示其水稻矮源基因可以引入矮脚南特突变类型进行株高改良。若水稻半矮秆基因sd1没有相应的突变，则通过杂交回交的方法将水稻9311品系或矮脚南特突变类型品系的水稻半矮秆基因sd1导入到育种品系中，改良新品种或品系的株高性状。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：本专利技术提供的鉴定水稻半矮秆基因sd1等位基因的分子标记及鉴定方法，是基于本专利技术对水稻半矮秆基因sd1的研究，通过比较性状筛选出BC1F4，然后对BC1F4的株高性状调控基因进行分析，结合后代群体表型验证最后将候选基因定位到189kb的范围内，基因组注释信息显示半矮杆基因sd1位于该区间，对浙粳22和9311的sd1基因进行测序，测序结果表明位于第3外显子上146位碱基发生C-G突变导致9311中GA20氧化酶编码提前终止，从而导致蛋白功能缺失，这与9311位点植株变矮效应一致，因此确定sd1就是调控9311株高性状的候选基因。而其BC1F4高杆株系中sd1基因为浙粳22片段，所以其表现出高杆的性状。本专利技术提供的水稻半矮秆基因sd1分子标记及鉴定方法，通过检测与sd1等位基因连锁的分子标记可以鉴定新的水稻矮源，可用于水稻矮化育种，使得改良水稻株型不受单一矮源的限制。可以利用9311的sd1位点可降低水稻株高，尤其是籼稻株高，也可以进一步改造粳稻株型，使其适应特定地区的栽培条件，从而提高水稻耐肥和抗倒伏能力，并最终增产。附图说明图1为BC1F4代中获得株高明显超过9311的株系；图2为遗传背景筛选结果；图3为9311位点、浙粳22位点及杂合位点对株高的贡献率；图4为水稻半矮秆基因sd1新等位基因定位图谱；图5为2个半矮秆等位基因的序列对比图；图6为特异性分子标记Sd1SNP对48个籼稻品种的DNA检测结果，箭头所指为9311矮源类型；图7为特异性分子标记Sd1InDel对48个籼稻品种的DNA检测结果，箭头所指为矮脚南特矮源类型。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明，所述是对本专利技术的解释而不是限定。本专利技术提供一种鉴定水稻半矮秆基因sd1等位基因的分子标记及鉴定方法，所述的分子标记包括Sd1SNP和Sd1InDel，分别由引物对SEQIDNO.1和SEQIDNO.2，以及SEQIDNO.3和SEQIDNO.4组成。所述分子标记以PCR技术为基础，能区分鉴定稻种资源的矮源类型，不受环境以及人为因素的影响，可以用于水稻矮化育种，改良水稻株型。本专利技术所提供的分子标记是基于水稻半矮秆基因sd1的两个等位基因，一种是sd1基因在位于第3外显子上146位碱基发生C-G突变导致9311中GA20氧化酶编码提前终止，从而导致蛋白功能缺失，产生水稻矮化；另一种是矮脚南特sd1位点则在第1和第2外显子处发生大片段缺失，从而导致导致水稻矮化。下面对上述的两个等位基因进行具体的说明。本专利技术用粳稻品种浙粳22作母本、籼稻品种9311作父本杂交，并将杂交所得F1代继续与9311回交，随本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种鉴定水稻半矮秆基因sd1等位基因的分子标记，其特征在于，该分子标记包括Sd1SNP和Sd1InDel，Sd1SNP由SEQ ID NO.1和SEQ ID NO.2所示的引物对组成，Sd1InDel由SEQ ID NO.3和SEQ ID NO.4所示的引物对组成；SEQ ID NO.1:CGCGGTTTGTCCTTGTCG；SEQ ID NO.2:AAATCGGCTTCTGTTCGTTCC；SEQ ID NO.3:CGCACGGGTTCTTCCAGGTGT；SEQ ID NO.4:CTCCAGGAGTTCCATGATCGTCAGC。

【技术特征摘要】
1.一种鉴定水稻半矮秆基因sd1等位基因的分子标记，其特征在于，该分子标记包括Sd1SNP和Sd1InDel，Sd1SNP由SEQIDNO.1和SEQIDNO.2所示的引物对组成，Sd1InDel由SEQIDNO.3和SEQIDNO.4所示的引物对组成；SEQIDNO.1:CGCGGTTTGTCCTTGTCG；SEQIDNO.2:AAATCGGCTTCTGTTCGTTCC；SEQIDNO.3:CGCACGGGTTCTTCCAGGTGT；SEQIDNO.4:CTCCAGGAGTTCCATGATCGTCAGC。2.如权利要求1所述的鉴定水稻半矮秆基因sd1等位基因的分子标记，其特征在于，所述的分子标记Sd1SNP用于鉴定水稻半矮秆基因sd1第3外显子上的第146位碱基发生C-G突变形成的等位基因；所述的分子标记Sd1InDel用于鉴定水稻半矮秆基因sd1第1和第2外显子处发生大片段缺失形成的等位基因。3.一种水稻矮源基因鉴定方法，其特征在于，包括以下操作：以提取的水稻总DNA为模板，分别以分子标记包括Sd1SNP和Sd1InDel为引物进行PCR扩增；Sd1SNP由SEQIDNO.1和SEQIDNO.2所示的引物对组成，Sd1InDel由SEQIDNO.3和SEQIDNO.4所示的引物对组成；SEQIDNO.1:CGCGGTTTGTCCTTGTCG；SEQIDNO.2:AAATCGGCTTCTGTTCGTTCC；SEQIDNO.3:CGCACGGGTTCTTCCAGGTGT；SEQIDNO.4:CTCCAGGAGTTCCATGATCGTCAGC；对Sd1SNP扩增的产物进行Ncil酶切后电泳检测，根据电泳检测结果进行等位基因的鉴定：若检测结果只有一个486bp的条带，则表明第146位碱基发生C-G突变；若检测结果有184bp和302bp的两条带，则表明第146位碱基未发生C-G突变；对Sd1InDel扩增的产物进行电泳检测，根据电泳检测结果进行等位基因的鉴定：若检测结果为68bp...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟荣荣，张林，张小明，叶胜海，何祖华，
申请(专利权)人：浙江省农业科学院，中国科学院上海生命科学研究院，扬州大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33